一种油温自动控制方法在液压缸实验台中的应用

　　1 引言

　　液压缸是液压系统主要执行元件之一。目前已广泛应用于工程机械、矿山机械、汽车工业以及智能机械等各类行业,如挖掘机、起重机、高空作业车以及机器人制造等。其特性好坏在很大程度上影响液压系统的工作性能。随着液压技术的飞速发展,对液压缸综合性能要求也日益提高,液压缸的试验与检测已成为保证液压系统正常工作的重要手段。

　　油温控制是液压缸实验台实验中的一个重要因素,这是因为油温变化直接影响油黏度的变化,而黏度是选用液压油的一个重要指标,黏度过小,会使泄漏增加,降低系统的容积效率;黏度过大,会使黏性摩擦力增大,加大系统阻尼。另外,油黏度的变化对流量计量程以及测试精度等都有不同程度影响。为此,ISO和我国标准都严格规定B级实验台油温波动不得大于2e,但目前大多数实验台均没有严格控制油温,其主要原因是根据现有技术水平建成的高精度温控系统耗资巨大。为此本文从降低成本和保证温控精度出发,提出了一种简易且有效的温控方法—管路冷热油混流法。

　　2 实验台液压系统方案的确定

　　中高压液压缸实验台要求系统输出功率大。单纯的节流调速回路存在效率低、发热大,功率损耗大等缺点。单纯的容积调速回路没有节流损失和溢流损失,而速度负载特性较软,尤其在低速时,泄漏量在总流量中所占比重增加。为了提高系统效率和速度稳定性,实验台采用容积节流联合调速回路—限压式变量泵和调速阀的调速回路。为了完成液压缸规定项目的实验,必须按工作条件对被试缸进行模拟加载,该实验台采用溢流阀加载。为了降低液压缸活塞杆换向时的压力波动,实验台采用非对称阀来控制非对称液压缸,能降低压力突变,并在一定程度上避免系统出现气蚀及压力超过油源压力的现象^[1]。为此设计了一套自动化的液压缸实验台系统,如图1所示。其工作原理为:被试液压缸14和加载缸17供油回路分开。当进行负载实验时,被试液压缸向左(或向右)移动,使得加载缸也跟着向左(或向右)移动。由定量齿轮泵3经单向阀向加载缸的左腔(或右腔)主动补油,以防补油腔产生一定的真空度。而右腔(或左腔)液压油经溢流阀15排回油箱,溢流阀的调整压力可根据负载压力来调节,以实现被动加载。这样设计能使加载缸回路中的单向阀、补油泵等都处在低压下工作,只有加载缸出口、单向阀和溢流阀间的一小段管路在高压下工作。采用这种被动加载方式,使一个高压系统处在低压下工作,系统安全可靠,并可大大地节省能源、降低成本。被试液压缸回路中采用限压式变量泵2和调速阀12调速,调速范围大,速度负载特性较硬,而且没有溢流损失。利用非对称电磁换向阀控制非对称缸,保证了液压缸换向时的压力冲击,避免了噪声和振动。